JP2503086B2 - デ―タ・リンク制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、エラーの検出に伴って生じるウィンドウの
データ・フレームの再伝送のためのGO−BACK−Ｎアルゴ
リズムに基づく誤り回復を用いた２重デジタル・データ
伝送システムに適したデータ・リンク・コントロール・
プロトコルのためのアーキテクチャに関し、さらに具体
的には、エラーを検出し、パルス光通信リンクの高デー
タ伝送速度と比例した速度で回復を行なうことを可能と
する、ワードの個々のビットの並列処理を可能とするデ
ィジタル・ワード・フォーマットにより、このようなア
ーキテクチャを構築することに関する。

B.従来の技術及びその課題 ディジタル通信システムは、データを使用する人々の
間で、ディジタル化したデータ通信するために広く使用
されている。たとえば、このようなデータはファクシミ
リよって送信される図形情報、出版のためのテキスト・
データ、及びコンピュータ会社が用いているような数値
データを含んでおり、最後の２つの形式のデータは、電
話回線あるいは高速データ回線に接続されたモデムを使
用して、頻繁に伝送される。単一通信リンクで伝送され
る大量のデータは、一般に、同軸ケーブルにより伝送の
ため電磁搬送波に多重化され変調されるか、あるいは光
ファイバによる伝送のため、光線にパルス変調される。

ここで特に重要なのは、大量のデータを通信リンク、
特に二方向すなわち二重光ファイバ通信リンクで高速で
送信する場合である。データは通常、巡回冗長検査（CR
C）などの何らかの形式のコードとともに、バッチすな
わちパケットの形式で伝送され、これによって受信した
データのパケットをエラーのないものとみなせるかを、
受信者が検査できるようになる。エラーが検出された場
合には、パケットは除去され、受信端末装置は通信リン
クの送信端末装置に、除去されたパケットを再伝送する
よう要求する。再伝送の要求を伝送する能力は、伝送を
両方向で行なえる二重リンクにより提供される。

このような通信システムを使用する再に、かなり多く
の電気回路と複雑な機器が、伝送されたパケット、受信
されたパケット、及びまだ伝送されていないパケットの
間の同期関係を識別し、維持するために必然的に使われ
る。そのような識別と同期とは、どのパケットを再伝送
すべきかについて、また特定のパケットが受信されたか
どうかについて混乱がないことを確認するために、いく
つかのパケットの再伝送を要求する場合に特に重要であ
る。

コンピュータのグループ間のディジタル化されたデー
タを通信するための通信システムの例が、“ACM Transa
ction on Computer systems"Vol.4、No.2のN.P.Kronenb
erg,H.M.LevyとW.D.Streckerによる“VAXclusters;A Cl
osely−Coupled Distributed System"と題する記事で開
示されている。この記事は、２個の端末装置間の接続の
ためのバスの仲裁と肯定応答を備えたスター形配列のデ
ータ・バスを開示している。米国特許第4527267号は、
肯定応答パケットの管理を備えた通信システムを開示し
たもので、伝送されるべき許可データ・パケットのウィ
ンドウを備えた転送交換ネットワークの内部プロトコル
を用いる。米国特許第4677614号は、任意のノードがル
ープに時間基準を与えるマスタ・ノードの役割を引き受
けることのできる多重ノード・ループの形式の通信シス
テムを開示している。

伝送されるパケットを選択し、パケットを識別し、伝
送及び受信パケット間の同期を維持するために、これま
で利用されていたマイクロプロセッサ回路が、リンクに
沿ったデータ伝送の最大速度を制限するという問題が生
じている。この制限は、マイクロプロセッサの回路自体
が、それが機能することのできる速度によって制限され
るという事実によって生じる。高い通信速度が、特に光
ファイバ・リンクで利用できるようになったが、通信リ
ンクの作動を制御するマイクロプロセッサ回路の応答速
度に制限があるために、リンクが高速であるということ
を完全に利用できない。

C.課題を解決するための手段 通信リンクがリンクの両端の２台の端末装置の間に両
方向通信をもたらす通信システムにより、前記の問題が
解決され、また他の利点が提供される。データはデータ
・パケットの形でリンクに沿って伝送されるが、この場
合、各パケットは制御ワード及び状況ビットも含んでお
り、これらは各パケットを順次識別し、伝送の成功の確
認の要求などのメッセージや、通信エラーのために再伝
送を要求した場合の、パケットの再伝送を表示するメッ
セージを搬送する。パケットに状況ビツトや制御ワード
を含めると、順序づけ、同期化、及び誤り回復を、これ
らの作業を低速で行なう汎用マイクロプロセッサを使用
するのではなく、作動を迅速とするためにハード・ワイ
ヤードされた状態計算機を含む専用回路によって行なう
ことのできるシステムの構築が容易となる。

同期化は、各端末装置に１個の一対のメモリを使用す
ることにより容易となる。この場合、記憶区画は、各メ
モリ内で同じ態様で配列されている。各メモリにおい
て、記憶区画はデータ・フレームに分割されており、フ
レームのグループはウィンドのサブウィンドウとして配
置されている。ウィンドウはメモリ内でのフレームのそ
れ自体完結した配列である。各パケットのシーケンス番
号は、データが記憶されているフレームの番号に等し
い。各フレーム内のデータは、異なるパケットとして送
信される。有効なパケットを受信した場合、データは受
信メモリの対応するフレーム内に記憶される。すべての
パケットは、エラーの検査が行なわれてから、受信メモ
リに記憶される。パケットの脱落は、受信したパケット
のシーケンス番号を入力パケットと比較することによ
り、簡単に判定される。この構成は、同期化機能を実行
する際に、汎用マイクロプロセッサよりも高速で動作で
きる状態計算機を構築するときに、プログラム式アレイ
論理（PAL）装置を使用することにより容易に実現され
る。

肯定応答信号の要求は、各サブウィンドウの終りのパ
ケットの中に含められる。しかしながら、本発明の特徴
によれば、後続のフレームの伝送を、肯定応答信号が受
信されるまで遅らせる必要はない。むしろ、肯定応答信
号の受信にかかわりなく、後続のフレームの伝送を、所
定の時間の間続けることができる。肯定応答信号が受信
されたとき、状況ビットは「肯定応答待ち」から「肯定
応答受信」に変更され、伝送メモリ内の対応するデータ
・パケットに追加される。このために、完全なウィンド
ウが送られるまで、すべてのフレームのデータが主メモ
リ内の記憶域に保持されることに留意されたい。データ
の保持は障害伝送が発生した場合に、データ・パケット
の再伝送を可能にする。各サブウィンドウの最後のフレ
ームの対応するパケットに、「肯定応答待ち」などの状
況を追加することにより、PAL装置はフレームの状況を
調べ、肯定応答（Ack）信号が受信されたかどうかを簡
単に決定することができる。

本発明は、データ・リンク制御により実現される誤り
回復機構を提供する。受信端末装置によりデータ内エラ
ーあるいはシーケンス・エラーを検出した場合、受信端
末装置は障害伝送があることを示し、さらに障害が発生
したデータ・フレームのシーケンス・ナンバを示すメッ
セージを、送信端末装置に伝送する。伝送端末装置は、
エラー・メッセージで指定されたサブウィンドウとフレ
ームに戻り、エラー・メッセージで指定されたサブウィ
ンドウとフレームから伝送を再開する。再伝送の最初の
パケットに、状況ビットがセットされ、これが再伝送で
あることを示す。受信端末装置は、再伝送の表示のある
メッセージを受け、このパケットを適切に受信したとき
に、肯定応答が再伝送されたデータ・パケットに応じた
ものであることを示す状況ビットを付けたAckメッセー
ジを送る。これはデータ送信端末装置にGO−BACK手順が
完了したことを知らせる。

また、データ回復手順中に経過した時間を計るため
に、送信端末装置内にタイマを保持することも重要であ
る。回復間隔のタイミングはエラー・メッセージを受信
したときに始まり、GO−BACK手順が完了したことを示す
状況ビットを受信したときに終了する。タイマは、肯定
応答待ちの状況が伝送記憶装置内に記憶されている各デ
ータ・フレームの状況ビット内に見出される場合にも動
作する。送信端末装置は、データ・パケット内に「状況
を知りたい」というメッセージを挿入し、タイマをスタ
ートする。タイマは、「Ack待ち」がAck信号の受信によ
り、あるいはデータ回復手順の完了時に解消された場合
に、リセットされる。経過時間が許容量を越えた場合、
警告インディケータが作動し、送信端末装置にいる人員
に警告を行なう。タイマと共同して状況ビットを使用す
ると、パケット・エラー後リンク再同期サイクル時の効
率が高くなる。

データ自体とは別の、かつ伝送時のエラーを検査する
ために用いられる巡回冗長検査（CRC）コードとは別の
データ・パケットの部分に、すべての制御ワード及び状
況ビットがセットされているので、システムのアーキテ
クチャがデータ・パケットのサイズは無関係に作動する
ことに留意されたい。したがって、伝送されたパケット
のデータ部の長さは、システムに従って小さくても、大
きくても、あるいは変化するものであってもかまわな
い。各パケットのデータ部分の長さの変動に加え、肯定
応答の要求の間のフレームの数が変動することによっ
て、誤り率、すなわちパケットまたはビットの誤り率に
対するシステム応答に応じて、肯定応答信号を通信リン
クに沿って高い頻度で、あるいは低い頻度で送信するこ
とが可能となる。高品質伝送リンクの場合、誤り率はき
わめて低いので、パケット当り２ビット以上がエラーに
なることは、まず考えられない。したがって、システム
実現時の実際の問題として、ビット誤り率とパケット誤
り率を、同一のものとみなすことができる。

D.実施例 第１図は、２人のユーザ22と24が互いに通信を行なう
ことを可能とする両方向（二重）データ伝送システム20
を示す。システム20は、全二重データ伝送リンク30によ
り結合された２台の端末装置26と28からなっている。た
とえば、リンク30を２本の光ファイバで構成できるが、
この場合、第１の光ファイバが端末装置26から端末装置
28へのデータと制御信号の単信伝送を行ない、第２の光
ファイバが端末装置28から端末装置26へのデータと制御
信号の単信伝送を行なう。あるいは、伝送リンク30を、
同軸ケーブルあるいは電話伝送回線によって構成し、二
重伝送を行なってもよい。しかしながら、本発明を完全
に利用できるのは、光リンクの高速伝送の場合だけであ
る。端末装置26はユーザ22と接続し、端末装置28はユー
ザ24と接続する。

本発明を実施する際に、２台の端末装置26及び28は同
じ構成要素で構成され、伝送と受信のそれぞれの機能を
もたらすように動作する。端末装置26は、メモリ32、送
信装置34、受信装置、制御論理装置38、及びインターフ
ェース40からなっている。同様に、端末装置28は、メモ
リ42、送信装置44、受信装置46、論理装置48、及びイン
ターフェース50からなっている。端末装置26では、制御
論理装置38は、メモリ32、送信装置34、及び受信装置36
と接続し、制御信号を印加して、これらの装置を作動さ
せる。同様に、端末装置28では、制御論理装置48は、メ
モリ42、送信装置44、及び受信装置46と接続し、制御信
号を印加して、これらの装置を作動させる。インターフ
ェース40及び50は、リンク30と、送信装置34、44、及び
受信装置36、46の間の信号を結合するために動作する。

システム20の動作を、ユーザ22からユーザ24へのデー
タの伝送によって説明する。本発明によれば、データは
まずメモリ32に記憶され、端末装置28への伝送に送信装
置34が利用できるようになる。論理装置38の制御に基づ
き、装置32からのデータは、データのウィンドウを形成
する一連のフレームとして、メモリ32にデータを配置す
ることにより、メモリ32に入力される。ウィンドウは、
以下で説明するように、データ伝送を容易にするために
サブウィンドウに分けられる。ウィンドウは、論理装置
38の制御のもとで、送信装置34に出力され、リンク30を
介して伝送される。ビット誤り率（BER）が比較的低い
場合のシステム20の通常の動作では、各フレームは、後
で詳細に説明するように、データ及び制御ワードならび
にエラー修正コード、メッセージ・タイプ、及びパケッ
トの開始と終了を示すフラグからなる独立したデータ・
パケットとして伝送される。必要に応じ、特に高い誤り
率の場合、フレームの長さとパケットのデータ部分の対
応する長さを短くしてもよい。

本発明の特徴によれば、サブウィンドウの伝送には、
サブウィンドウ内のフレームの数を識別する見出しが先
行する。さらに、制御ワードに組み込まれた制御信号
と、各パケットのメッセージ・タイプは、受信端末装置
28がフレームの予想到着順序と、実際に受信したフレー
ムの順序を比較できるように、サブウィンドウの各フレ
ームを識別する。データ・フレームを受信装置46が受信
するが、この受信装置46は巡回冗長検査（CRC）によ
り、各データ・ワードのエラー・チェックを行なって、
各フレーム・ヘッドのデータが有効であることも検査す
る。各パケットからの有効なデータはウィンドウのフレ
ームとして、メモリ42に記憶される。しかしながら、無
効なデータは廃棄され、メモリ42には記憶されない。こ
のような無効なデータの結果は、メモリ42に記憶された
フレームの順序を予想したものと違うものにする。さら
に、無効データに応じて、送信装置44は活動化され、現
在のフレーム伝送のシーケンスを停止させ、障害パケッ
トを含んでいるフレームから伝送を再開することを要求
する信号を送信端末装置26に送信する。このようにし
て、メモリ42のウィンドウには、メモリ32のウィンドウ
に初めに記憶されたデータと正確に合致するデータが充
填される。メモリ32は、データの伝送後も、すべてのデ
ータが正しく受信されたことを確認するために、肯定応
答信号が受信端末装置28から送信端末装置26へ送信され
るときまで、データを記憶しつづける。次いで、データ
はメモリ32からダンプされ、ユーザ22から他のデータを
受信するためのスペースを与える。また、メモリ42のデ
ータはユーザ24に転送され、メモリ42をクリアして他の
データを入力できるようにする。以下さらに詳細に説明
する上記の動作によって、システム20はユーザ22からユ
ーザ24へ、データを正確に送信することができる。シス
テム20は、逆方向に同様の態様で動作し、ユーザ24から
ユーザ22へのデータ送信を行なうことができる。

第２図は、システム20の動作を制御するために、制御
信号が各パケット内に組み込まれるという、本発明の他
の特徴を説明するのに役立つ。制御信号は、パケットが
何らかのデータを含んでいるか否かにかかわりなく、パ
ケット内に存在することができる。前記の例を参照する
と、端末装置26か端末装置28に移動するパケットは、制
御信号とデータの両方を含んでいる。これとは対照的
に、肯定応答信号と再伝送要求信号は、データが何も入
っていないパケットで伝送される。各パケットのビット
の伝送は、リンクに沿って直列に行なわれる。たとえ
ば、リンク30が光ファイバで構成されており、送信装置
34のパルス電気信号が、インターフェース40により、光
ファイバが伝送する光のパルスに変換される場合、各パ
ケットのビットは光ファイバで直列に送信される。同様
に、リンク30が同軸ケーブルで構成されている場合、ビ
ットを電磁搬送信号のパルス変調として形成することも
でき、この場合ビットは直列に伝送される。

直列伝送信号は、シフト・レジスタ52を使用して、並
列信号に変換される。並列出力線は、各パケットの各種
のフイールドを識別するフィールド認識回路54に印加さ
れ、パケットからの制御信号の迅速な抽出を可能とす
る。データ及びエラー検査コードが認識回路54によって
データ・エラー・チェッカ56に対して出力され、エラー
・チェッカ56は周知の態様で作動して、データをメモリ
42の入力に利用できるようにし、かつデータにエラーが
ないか否かを示す検査信号を線58に出力する。線58上の
検査信号は、以下で説明するように、データの再伝送の
要求を発生させるのに使用するために、制御論理装置48
に印加される。パケットのそれぞれのフィールドの並列
処理は、受信端末装置28の回路が、データが伝送される
のと同じ速度で作動するのを可能にする。

本発明の特徴として、メモリ32のウィンドウを、それ
ぞれに入っているフレームの数が少ないサブウィンドウ
に分割し、送信端末装置26で受信端末装置28から肯定応
答信号を受信する頻度を増加させるようにすることもで
きることに留意されたい。肯定応答信号の頻度を高める
ことは、誤り率が高くなることのあるリンク30における
ノイズの多い環境の場合に、もっとも有効である。これ
は、エラーがサブウィンドウ内で発見される場合に再送
信しなければならないフレームの全数を減少させる。サ
ブウィンドウのサイズの変更は、所定の時間間隔中の否
定応答（NACK）の数を数えることにより、システム20に
よって自動的に達成される。これらの機能は、制御論理
装置38と48を使用することにより達成される。

第３図を参照すると、論理装置38の高速な動作は、ラ
ッチ62、クロック64、及び、カウンタ66と共にプログラ
ム式アレイ論理（PAL）装置60によって装置38を構成す
ることにより達成される。PAL装置60は、市販されてい
るものであり、固定論理ルーチンを実行するために、接
続及びプログラムを容易に行なえるものである。Ｄ型フ
リップ・フロップとして構成できるラッチ62を用いて、
肯定信号を待つ状態、新しいデータを受信する用意ので
きた空きメモリ・フレームの状態、あるいはデータを放
出する用意のできたロード済みメモリ・フレームの状態
のような、システム20の特定の状態を表すディジタル信
号のビツトを記憶する。コマンドの順序に加えて、他の
コマンドを、プログラム・メモリ68に記憶してもかまわ
ない。第３図に示すように、カウンタ66及びメモリ68
と、ラッチ62及びPAL装置60との相互接続は、典型的な
相互接続手法を表し、論理装置38の構成内でのこれらの
要素の使用を説明するために設けられたものである。PA
L装置60とラッチ62の総数が、以下で検討するように、
論理回路38によって提供される特定のプログラミング及
び論理機能によって決定されることを理解されたい。ま
た、論理装置48が論理装置38と同じ態様で構成され、し
たがって、論理装置38の説明が論理装置48にも適用され
ると理解すべきことに留意されたい。また、制御論理装
置38は、フレーム、あるいはデータの書込み読取りが行
なわれるフレームの一部を選択するために、PAL装置60
に応じてメモリ32をアドレスするためのアドレス・ジェ
ネレータ76を含んでいる。システム20の前記の動作、な
らびにシステム20の構成及び動作に用いられたアーキテ
クチャ及びプロトコルによって、システム20は、今まで
利用可能であったものよりもかなり高いデータ転送率で
データの正確な伝送を行なうことができる。この作動を
可能にするアーキテクチャとプロトコルという新しい特
徴を、ウィンドウ内でのフレームの特定の配置と、制御
信号をデータ搬送パケットへ組み込むためのパケットの
特定の様式化を参照して、以下に詳細に説明する。

データ伝送時に検出したエラーの修正のために、通信
システムの一般的な方法では３つの修正モードがある。
１つのモードは、最初の伝送中に不完全であると判定さ
れたデータのパケットの伝送を繰り返すことである。第
２のモードにおいては、連続したデータ・パケットの直
列伝送が停止され、伝送シーケンスは障害データのある
パケットまで戻り、このパケットをすでに送信されてい
ることのあるシーケンスの以降のすべてのパケットと共
に再伝送する。エラー修正の第３のモードにおいては、
追加情報が、各データ・パケットと共に伝送され、その
情報は伝送中に脱落または変化したデータの部分を再生
成するのに十分なものとなる。周知のように、これらの
モードのそれぞれは、伝送の誤り率、伝送速度、及び発
信者に伝送障害を通知するための逆方向への伝送ができ
る可能性などにもよるが、特定の状況で有用なものであ
る。本発明は、データが正確に受信されたかどうか、あ
るいはデータの障害伝送があったかどうかを確認するメ
ッセージを発信者に伝送できる二重データ伝送システム
で使用することを目的としたものである。したがって、
前記データ修正モードの最初の２つだけが、本発明のシ
ステムにおいて使用される候補となる。

第４図は、ビット誤り率の関数として、前記データ修
正のモードの最初の２つに対するデータ伝送の効率を示
す図である。ある意味で、障害伝送を受けたデータ・パ
ケットだけを選択的に反復することが、このモードが再
伝送しなければならないパケットの数を最小にするの
で、データ・リンク制御に対し理想的なプロトコルにな
ると思われる。しかしながら、前記の第２のモード、す
なわち障害を受けたパケットから始まるデータ・パケッ
トのシーケンスの再送信は、伝送システムを構成するこ
とによってより簡単に実現される。第４図は、比較的低
いBERに対して、２つの修正モードがほぼ同じスループ
ット効率をもたらすことを示している。したがって、こ
れらの２つのモードのいずれをも、高速低BER伝送シス
テムの構成に用いることができる。第２のモード、すな
わち、障害パケットから始まるパケットのシーケンスの
再伝送を、本発明のシステムの構成に用いる。

第５図は、ウィンドウ72内のフレーム70の配置を示す
メモリ32の線図である。ウィンドウは、ビットの誤り率
の高い環境でデータ伝送の効率を改善するために、サブ
ウィンドウ74に分割される。フレーム70は、以下に説明
するプログラムに従い、アドレス・ジェネレータ76（第
３図）によって選択される。一般に、データのパケット
は、単一フレーム70のデータからなっている。しかしな
がら、必要に応じ、データ・パケットを、フレーム70の
半分に記憶されたデータのような、少ない量のデータで
構成することもできる。

サブウィンドウの各々は、ユーザ22からユーザ24に伝
送されるデータのフレームの順序を定義する。サブウィ
ンドウのすべてのフレームのデータ・パケットの伝送の
終結時に、肯定応答信号（Ack）が、端末装置28から端
末装置26に送られる。ウィンドウ72のすべてのフレーム
のデータ・パケットを伝送した後、ウィンドウのフレー
ムは、ユーザ22からさらにデータを受信するためにクリ
アされる。

データの伝送が失敗したことを示すエラー信号の形の
否定応答（NACK）を受信した場合、エラー信号は、失敗
した伝送のデータを含むフレームの識別記号を含む。次
いで、エラー信号に応じて、そのフレームのデータなら
びに後続のフレームのデータのパケットが、端末装置26
から端末装置28へ再伝送される。その後、成功の旨の肯
定応答が受信されると、一連の伝送が、次のサブウィン
ドウから続行される、これらの再伝送を達成する際のシ
ステム20の動作を、システム・アーキテクチャとプロト
コルによって、以下で説明する。

第６図は、送信端末装置26の送信メモリ32のフレーム
と、受信端末装置28の受信メモリ42のフレームの配列を
示している。

DLCメモリのアーキテクチャは以下の通りである。

−512Kバイトの送信メモリ −512Kバイトの受信メモリ サブウィンドウはＮフレームである（512バイト／フ
レーム） サブウィンドウ状況 送信メモリ（WRITE/READ/WAIT ACK） 受信メモリ（WRITE/READ） −フレーム・シーケンス＝メモリ内のフレーム・アドレ
ス 第６図は、データ・リンク制御のメモリ・アーキテク
チャを説明するのに役立つ。本発明の好ましい実施例の
構成の例として、これらの記憶装置の各々は、512Kバイ
トのデータの記憶域を備えている。1,024個のフレーム7
0があり、そのそれぞれが512バイトの記憶域を持つ。端
末装置26から端末装置28への各種のフレームのデータの
伝送中、データが各フレームから順次伝送されるが、こ
の場合、各フレームのシーケンス番号は、フレーム及び
メモリのアドレスに等しい。第６図及び後続の第７図な
いし第14図は、高速データ・リンク制御（DLC）に適し
たプロトコルによって、本発明の新規な特徴を説明する
ために使用される。上記のように、データ・メッセージ
のフレーム指示及びエラー回復のための機構は、GO−BA
CK−Ｎに基づいている。ただし、Ｎはデータ・パケット
にエラーが見つかったシーケンス中のフレームの番号で
ある。

この説明は、DLCアーキテクチャの設計における２つ
の重要な考慮事項、すなわち各データ・メモリ（メモリ
32と42）の管理及びフレーム構造の形態を対象とする。
上記のように、多重ウィンドウ手法がアーキテクチャに
用いられるが、その多重ウィンドウ手法は、ウィンドウ
72とサブウィンドウ74を含んでいる。512Kバイトのデー
タというメモリ・サイズを選択し、光リンクのような長
距離データ・リンクのパイプライン要件を満たすように
した。各サブウィンドウ74は、同じ数のフレーム70を有
する。

送信メモリとしてのメモリ32の作動に用いられる状況
の数は、受信メモリとしてのメモリ42の作動に用いられ
るものと異なっている。また、メモリ32のウィンドウ72
を送信ウィンドウと呼び、メモリ42の対応するウィンド
ウを、受信ウィンドウと呼ぶと便利である。各送信ウィ
ンドウは、これに関連した３つの状況を有し、これらの
３つの状況は制御論理装置38の状況メモリ、78の２つの
状況ビットにより識別される。プログラム・メモリ68の
制御のもとで、カウンタ66と協調するラッチ62の１つ
は、第３図で破線によって示されるシーケンサ80の機能
を与えるのに役立つ。制御論理装置38の場合、状況メモ
リを、送信状況メモリと呼び、制御論理装置48の場合、
状況メモリを、受信状況メモリと呼ぶ。各状況メモリ
は、たとえば、本発明の好ましい実施例において、129
×９ビットのアレイを有するスクラッチ・パッド・メモ
リとして構成されている。これらのビットによって定義
される状況は、次の通りである。（00）Write、（01）R
ead、（11）Awaiting Ack。もしウィンドウまたはサブ
ウィンドウの状況が書込みであれば、このウィンドウ
は、空であるとリストされ、受信したデータをこのウィ
ンドウに書き込むのに利用できる。

周知のように、開放型システム間相互接続（OSI）モ
デルのシステム・アーキテクチャにおいては、アーキテ
クチャを重なり合った一連の層で構成されるものとして
説明している。たとえば、システム20の構築に用いられ
た回路構成要素及びその他の機器を扱う物理層、前記構
成要素の制御と操作に関連するDLC層、ならびにデータ
をシステム20のメモリに書き込み、またシステム20のメ
モリから抽出するネットワーク層がある。層の説明にお
いて、物理層はDLC層の下にあると考えられ、ネットワ
ーク層はDLC層の上にあると考えられる。他の周知の層
が、ネットワーク層の上に配置されるが、次の説明で言
及する必要はない。

それゆえ、前記OSIモデルの層に関して、ウィンドウ
の状況がWriteであれば、このウィンドウは空で、DLCの
上の層が書き込むのに利用できる。Readという状況は、
ウィンドウに記憶されているデータにウィンドウから読
み出され、端末装置26から端末装置28へデータ伝送リン
ク30を経て送られる準備がととのっていることを示す。
Ack待ち状況は、ウィンドウのデータが送られ、送信端
末装置26がAckメッセージを待っていることを示す。

送信メモリに対する２個のポインタ、すなわち、Writ
eポインタとReadポインタがある。Writeポインタは、DL
C層の上の層により制御される。Readポインタは、DLC層
により制御され、正規の伝送とエラー状態の両方で利用
される。メモリ32からのフレーム70のデータの伝送中
に、制御論理装置38は、次のサブウィンドウの伝送更新
に進む前に、送信済みのウィンドウに対するAck信号の
受信を待たずに、Readの状況を有するサブウィンドウの
データを連続的に送信することを指示する。サブウィン
ドウのデータが送られた後、制御装置38は、サブウィン
ドウの状況を（11）、Ack待ちに変える。その後、現在
のサブウィンドウの（11）という状況に応じて、DLC層
は受信端末装置28に対し、受信端末装置28の論理制御の
状況を要求するメッセージを送る。

受信メモリは、送信メモリと同じ構成を有している
が、２個の状況条件のみを用いている。２個の状況条件
は、（00）Writeと（01）Readである。受信Write状況
は、受信側のDLCが、受信したデータを受信メモリに書
き込むことを可能とする。データを受信メモリに書き込
んだ後、受信側DLCは状況を（01）、Readに変える。DLC
の上の層は受信したデータを読み取り、受信端末装置28
における状況をWrite（00）に変える。受信端末装置28
で受信されたデータは、伝送データと関連したCRCエラ
ーについて検査される。シーンス・エラーも生じるが、
シーケンス・エラーとは受信フレームの数と受信フレー
ムの予想される数の間の整合性の欠如である。このよう
な整合性の欠如は、データ・フレームを、ノイズあるい
は伝送エラーのその他の原因のため受信装置46が受信し
なかった場合に発生する。

受信装置46が受信したデータは、データに関しシーケ
ンス・エラーあるいは、CRCエラーがない場合だけ、受
信メモリ42に記憶される。受信装置46は、連続的に受信
される各種のフレームのデータを予期し、シーケンスか
らの何らかのずれには、受信装置46がエラーとフラグを
付けることに留意されたい。エラーが検出された場合に
は、このエラーに関連したデータは廃棄され、エラー・
メッセージが、予想フレームの識別番号とともに、受信
端末装置28から送信端末装置26へ送られる。

受信装置46は、予期シーケンスが正確に受信されるま
で、データのすべての入力パケットを廃棄する。上述し
たように、それぞれフレームのシーケンス番号は、送信
記憶装置内のそのフレームのアドレスに等しい。シーケ
ンス番号をフレームの送信メモリのアドレスに等しくす
るという本発明の特徴は、受信メモリ内のデータ記憶域
の配列が、送信メモリ内の記憶域の配列とまったく同じ
イメージとなるので、システム20が受信メモリ42に迅速
にアクセスするのを可能とする。これによって、システ
ム20が高速データリンクをサポートできるようになる。

第７図はデータ・メッセージのフレーム構造を示し、
第８図は対応するAckメッセージ構造を示す。第７図と
第８図の両方に示された構造は、フレーム構造が２つの
制御フィールドからなる本発明の特徴を説明している。
これらの制御フィールドは、それぞれが状態計算機とし
て機能するメッセージのタイプ、送信あるいは受信状況
ビット、及び制御論理装置38あるいは48に対する命令を
含んでいる。この命令は、入力メッセージを迅速に供給
し、実時間速度でメッセージを処理することを可能とす
る。本発明のこの特徴は、高速データ・リンクを取り扱
うことのできるDLCプロトコルの実現を容易にする。本
発明の構成に用いられるメッセージには７種類のタイプ
がある。すなわち、データ、Ack（ウィンドウまたはフ
レームにされることがある）、「状況を知りたい」、
「状況受信」、エラー、「誰かいますか」及び「準備で
きています」である。

すべてメッセージのタイプには、共通した４個の基本
フレーム指示ブロックがある。開始フラグ、メッセージ
・タイプ、制御ワード、及び終了フラグである。第７図
は、データ・メッセージを構成するのに使用されるこれ
らのブロックを説明している。これらの４つの基本ブロ
ックと共に、データ・メッセージはさらに実際のデータ
とデータ用のCRCを含んでいる。開始フラグは４個の連
続した１を含んでおり、次にメッセージ・タイプ・フィ
ールドが続く。メッセージ・タイプ・フィールドは、４
個のメッセージ・タイプのビット、送信メモリのどの51
2Kのページが現在、送信端末装置26によって処理されて
いるのかを示すページ・ビット、送信端末装置26との同
期を維持するため、いつ自分のページ・ビットをトグル
するのかについて受信端末装置28に命令するビット、及
び送信端末装置がエラー状態なのかどうかを示す送信状
況ビット。

ページ・ビットは、128番目のサブウィンドウが送信
端末装置26により送られた後でトグルされる（１ページ
は512Kバイトであり、1024フレームより成る）。データ
・メッセージのタイプは、0001である。送信状況ビット
は、受信状況ビットが０に等しい入力エラー・メッセー
ジによってセットされる。送信状況ビットは、Ackメッ
セージすなわち受信状況ビットがセットされたエラー・
メッセージによりリセットされる。パリティ・ビット
は、伝送前に７個のビットに追加される。制御ワード
は、送信されている現在のフレームを示す３個のビッ
ト、送信されている現在のサブウィンドウを示す７個の
ビット、そのサブウィンドウあるいはフレームのシーケ
ンスのいずれかを増分する時期を受信装置46に示す２個
のビット、及びウィンドウまたはフレームに対しAckを
要求する２個のビットからなる。

フレームのデータ部分は柔軟性があり、リンク30のBE
Rに従って変化できる。これは、単位時間当りの誤りパ
ケットに対する正しいパケットの比として得られるBER
の測定値により、リンクのBERに基づくデータ・ブロッ
クの長さを変えることにより達成される。リンクのBER
が増加した場合、パケット・サイズは、制御論理装置38
により減少させられる。Ack要求がデータ・メッセージ
内に組み込まれているという本発明の特徴により、その
時点のリンクのBERに基づいてAck要求間の時間間隔を変
えることが可能となる。BERが比較的高い状態では、Ack
要求間の時間間隔は、制御論理装置により減少させられ
る。低BER状態では、Ack要求間の間隔を、サブウィンド
ウ当り１つの要求という最大値に増加させることができ
る。本発明のアーキテクチャは、BERに従って、各フレ
ームに対して、あるいは、任意の数のフレームに対して
Ack信号を要求することができる。フレームのCRC部分も
可変であって、必要なエラー検出有効範囲の量により、
16、32、48、または56バイトにプログラムできる。1000
のビット・ストリームによって表される終了フラグは、
フレームの終りを示す。

第８図は、Ack（ウィンドウあるいはフレーム）メッ
セージに対するフレームの形式を説明する図である。こ
のメッセージは、データ・メッセージ内の送信端末装置
26によりAck要求に応じて受信端末装置28により生成さ
れる。Ackメッセージに対するメッセージ・タイプは、0
010である。ページ・ビットは、受信メモリ32のページ
状況を示している。パリティ・ビットは、上記の７個の
ビットに生成される。制御ワードは、フレームに肯定応
答があったことを示す３個のビット、肯定応答を受けて
いるサブウィンドウを示す７個のビット、制御論理装置
38に対するAckのタイプ（ウィンドウあるいはフレーム
のいずれか）を示す４個のビット、７個のビットのグル
ープのそれぞれに生成され、伝送前に制御ワードに追加
される２個のパリティ・ビットを含んでいる。

第９図は、エラー・メッセージの形式を示す。エラー
・メッセージは、無効シーケンス番号、または、CRCエ
ラーのような、誤りデータ・メッセージの受信に応じ
て、受信装置により生成される。エラー・メッセージに
対するメッセージ・タイプは0101である。ページ・ビッ
トは、受信ページ状況を示す。受信状況ビットは、受信
装置が正規モードかエラー・モードかを示す。パリティ
・ビットは、上記ビットの妥当性を確認するために生成
される。制御ワードは、誤りフレームを示す３個のビッ
トと、誤りウィンドウを示す７個のビットで構成され
る。ページ・ビットと共にこれらのビットは、送信端末
装置26が前へ戻って、特定フレームからデータを再送信
することを可能にするため、送信制御装置38により使用
される。２個のパリティ・ビットが、ワード内のビット
の妥当性を保証するために、制御ワードに追加される。

第10図は、「状況を知りたい」というメッセージを説
明する図である。このメッセージは、DLCポインタが「A
ck待ち」状況を有するウィンドウに遭遇した場合に、送
信端末装置26によって生成される。このメッセージのメ
ッセージ・タイプは、0011である。ページ・ビットは、
送信制御装置38が“Ack待ち”という状況を検出したペ
ージを示す。送信状況ビツトは、送信端末装置26のモー
ド、すなわち正規またはエラーのいずれかを示す。パリ
ティ・ビットは、メッセージ・タイプ・ビットの妥当性
を保証するために追加される。制御ワードは、肯定応答
されなかったフレームを示す３個のビットから構成され
る。制御ワードは、さらに、肯定応答されなかったパケ
ットのサブウィンドウを表示する７個のビットを含む。
２個のパリティ・ビットは、データの保全性を保証する
ために追加される。

第11図は、受信状況メッセージの構成を示す。このメ
ッセージは、「状況を知りたい」というメッセージに応
じて、受信端末装置28によって生成される。このメッセ
ージのメッセージ・タイプは、0100である。ページ・ビ
ットは、受信メモリ42のページ状況を表示する。受信状
況ビットは、受信端末装置28の状況がエラーか、標準か
を示す。パリティ・ビットはデータ保全性のために供給
される。制御ワードは、期待フレームを表示する３個の
ビット、期待ウィンドウを表示する７個のビット、及び
パリティの検査によりデータ保全性を保証する２個のビ
ットで構成される。

第12図は、「誰かいますか」と「準備できています」
に対するメッセージを示す。このメッセージのメッセー
ジ・タイプは、それぞれ0110と0111である。パリティ・
ビットは、データの妥当性を保証するためメッセージ・
タイプに追加される。制御ワードは、このメッセージが
送られた時期を示すためのタイム・スタンプとして使用
される10個のビットで構成される。制御ワードはさら
に、それぞれ「誰かいますか」あるいは、「準備できて
います」というメッセージを示す0000あるいは、1111の
いずれかである４個のビットからなっている。この冗長
度は、メッセージが適切に解釈されたことを保証するた
めに使用される。２個のパリティ・ビットも、その保全
性を保証するために、制御ワード内で使用される。この
メッセージは、往復ループ・タイプを計算し、かつ長時
間にわたる遊休リンク条件におけるリンクの連続性を有
効にするために、電源投入時に使用される。

第13図は、正規のDLC伝送と肯定応答を説明する図で
ある。「送信（Transmit）」は、TXと略記され、「受信
（Receive）」はRXと略記される。最初に、送信端末装
置26は、０に等しい送信状況ビットを付けてデータ・メ
ッセージを送る。受信装置はこのメッセージを正確に受
信し、サブウィンドウの伝送の終結時に、Ack信号を送
ることにより応答する。この同じメッセージの交換は、
サブウィンドウが正確に受信されるたびに繰り返され
る。各サブウィンドウは、この例では８個のフレームで
ある。サブウィンドウ・サイズを、この時点でリンクの
BERに基づいて変更することができる。また、Ack要求
が、データ・メッセージ内にあるので、システム20はフ
レームごとに、Ack信号の頻度を変えることができる。

第14図は、DLC誤り回復機構を説明する図である。

DLCエラー回復機構の概要は、次のとおりである。

− 誤りデータ・メッセージは禁止ビットをセットし、
エラー・メッセージを開始する。

− 活動禁止ビットはタイマの再スタートを阻止する。

− エラーメッセージはタイムアウトを有する（RX状況
ビット＝１の時タイマ・ストップ）。

− RX状況ビット＝０を有するエラー・メッセージはTX
状況をセットする。

− TX状況ビット＝１を有するエラー・メッセージはRX
状況をセットする。

− ACKメッセージ（フレームあるいはウィンドウ）あ
るいはRX状況＝１を有するエラー・メッセージはTX状況
ビットをリセットする。

− TX状況ビット＝０を有するデータ・メッセージある
いは「状況を知りたい」メッセージは、RX状況と禁止ビ
ットをリセットする。

以下、詳しく説明する。

送信端末装置26は、０に等しい送信ビットを有するデ
ータ・メッセージを始める。データはこの例では、CRC
あるいはシーケンス・エラーのため不正確に受信され
る。受信端末装置28は、受信端末装置28の制御論理装置
48内に含まれているエラー・メッセージ再試行タイマ82
をスタートすることにより応答する。制御装置38と48が
両方とも同一の構成を有していて、リンク30の両方向
に、データの伝送ができるので、タイマ82は第３図の制
御論理装置38内に示されている。この例において、受信
端末装置28は、タイマ82の再スタートを禁ずるために、
禁止ビットをセットすることによりさらに応答し、０に
セットされた受信状況ビットを有するエラー・メッセー
ジを送る。送信制御装置380はに等しいエラー・メッセ
ージの受信状況ビットを感知すると、送信ビットを１に
セットすることにより応答し、誤り回復サイクルを始め
る。送信端末装置26は、エラー・メッセージ内で指定さ
れたサブウィンドウとフレームに戻り、送信を開始す
る。送信端末装置26は、１に等しくなっている送信状況
ビットを有するデータ・メッセージを送る。受信端末装
置は１に等しい送信状況ビットを有するデータ・メッセ
ージを感知すると、受信した状況ビットを１にセットす
ることにより応答する。ここで、フレームのデータが正
確に受信されていると仮定する。この場合、受信端末装
置28＝は、１に等しい受信状態ビットを有するエラー・
メッセージを送る。送信端末装置26は、エラー・メッセ
ージを受信したら、「GO BACK」状態が完了したことを
示すために、送信状況ビットをリセットする。

送信端末装置26は、以降のデータ・パケットの送信を
続ける。次のデータ・メッセージは、０に等しい送信状
況ビットを有しており、受信端末装置28が受信すると、
受信状況ビットと禁止ビットの両方をリセットする。エ
ラー・メッセージ再試行タイマ82はリセットされ、０に
等しい送信状況ビットを有する他の誤りデータ・メッセ
ージを受信するまで、使用禁止とされる。受信状況ビッ
トが１の場合、タイマ82は使用禁止とされる。受信状況
ビットがリセットされた場合、受信状況ビットをリセッ
トするデータ・メッセージが正しくなければ、タイマ82
は再スタートされ、受信されたデータが正しければ、リ
セットされ、使用禁止とされる。タイマ82は、次の誤り
データ・メッセージが受信されるまで、使用禁止のまま
である。

前記の例で「Ack待ち」の状況に送信制御装置38が遭
遇した場合、制御装置38は、「状況を知りたい」という
メッセージを開始し、「状況を知りたい」というメッセ
ージの伝送の間の時間を規定するために、送信制御装置
38でタイマ82をスタートさせる。タイマ82は、送信状況
ビットが１に等しいとき、使用禁止となり、「Ack待
ち」という条件がまだ存在するならば、送信ビットがリ
セットされるとき、再スタートされる。タイマ82は、
「Ack待ち」という条件が送信端末装置26で除去された
場合に、リセットされ、使用禁止となる。

送信及び受信状況ビットならびに禁止ビットは、「GO
BACK」機能のための制御された効果的なアルゴリズムが
実現できるようにするために、本発明の特徴として提供
される。これらのビットは、「GO BACK」機能が効果的
に達成されるようにする。本発明による送信及び受信状
況ビットの提供は、送信端末装置26と受信端末装置28
が、システム20のいずれかの端末装置にきわめて複雑な
（高性能な）マイクロ・プロセッサを必要とせずに、通
信される特定のデータ・フレームに関して同期すること
を可能にする。本発明による禁止ビットの提供は、受信
した誤りパケットによるエラー・タイマの定常的な再ス
タートを阻止する。これは過剰なリセットによる、電力
を節減する。前記のシステム20の動作は適応性があり、
DLCの適応性は、制御論理回路48に加え、制御論理回路3
8の特性が、リンク30のBERに従って、変化することを可
能とする。誤り率はリンク30の光構成で用いられるレー
ザ駆動装置の電源の導入容易度によって、変動すること
がある。

システム20の性能に関し、「Go−Back−Ｎ」アルゴリ
ズムが実施しやすいことは、きわめて高速な通信回線に
対するプロトコルを可能にする。システム20のスループ
ット・パフォーマンスは、10^-9以下の比較的低いビット
・エラー率を特徴とする。「GO−BACK」再伝送により、
失敗した各パケット伝送は、リンク帯域幅の１往復間隔
というむだを生じる。往復をＤにし、１秒当りのビット
のリンク速度をＣにし、パケット・サイズをＳにし、Ｄ
の間、すなわちＮ＝Ｄ×C/Sのときに送られるパケット
の数をＮとする。

首尾よく分配される合計Ｋ個の伝送をパケットが必要
としている場合には、伝送にＫ（Ｎ＋１）＋１の帯域幅
が使用される。BERとパケット・サイズの積であるパケ
ット・エラー率Ｐに基づいて、平均帯域幅消費は次式
で求められる。

持続リンク・スループット効率は、したがって次のよ
うになる。

Ｎ＝１とおくことにより、同じ分析を、障害伝送のそ
れぞれが待つのが１パケット伝送時間だけである理想DL
Cプロトコルに適用できる。上記のように、第４図はGO
−BACK−Ｎアルゴルズムと理想DLCの間のリンク・スル
ープット効率の比較を表す。10^-9以下のBERに対し、２
つの形式の制御が、ほとんど同一の性能を有することが
わかる。

第15図は、第１図の送信端末装置26の作動を説明する
のに役立つプログラムの流れ図である。第15図におい
て、プログラムは、送信メモリ32の作動に対し、ブロッ
ク86でスタートし、ブロック88でサブウィンドウとパケ
ット・サイズを選択する。送信メモリ32がブロック90で
クリアされ、各サブウィンドウ74で各フレーム70（第５
図）に対する状況ビットが、ユーザ22からデータを受信
するために（第１図）、ブロック92で示されるようにWR
ITEにセットされる。ブロック94で、ユーザ22からのデ
ータ22は送信メモリ32にロードされ、その後ブロック96
において、状況ビットがデータで満たされているフレー
ムのREADに変更される。フレームがデータで満たされ、
状況がREADに変更されると、メモリ32に、データをリン
ク30を介して受信端末装置28へ出力する準備ができる。

READポインタを移動し、データがパケットとして伝送
される一連のフレームの最初のフレームを指定すること
により、ブロック98で始まるデータの読取りが達成され
る。ブロック100において、フレームのデータは、デー
タ・パケットとして、リンク30を介して受信端末装置28
へ伝送される。その後、ブロック102において、次のフ
レーム及び後続するフレームのデータは、一連のパケッ
トで直列に伝送され、単一のサブウィンドウのすべての
フレームのデータの伝送を完了する。フレームからのデ
ータの伝送後、サブウィンドウのそれぞれのフレームに
対する状況ビットは、ブロック104で示されるように、
「肯定応答待ち」にリセットされる。状況の要求はブロ
ック106で送られるが、この要求は肯定応答信号に対す
るものである。肯定応答信号の受信の失敗は、第17図の
プログラム流れ図で取り扱われる。

第15図の流れ図は、第15図の第２の図にあるブロック
108に続く。第１の図は第15A図とし、第２の図を、第15
B図とする。流れ図はブロック106からブロック108へ流
れる。ブロック108で、送信端末装置26は、最後のサブ
ウィンドウのデータが送られたかどうかについて検査す
る。ブロック110で示されるエラー・カウンタを使用し
て伝送エラーの発生頻度を測定し、ブロック88において
適切なサブウィンドウ・サイズの選択を可能とするよう
にして、上記のように誤り率に見合った肯定応答信号の
望ましい頻度を達成する。ブロック108において、デー
タの最後のサブウィンドウが送られてしまっている場合
には、動作はブロック112へ進み、ここでカウンタ110が
読み取られ、リセットされて、カウンタ110の内容をブ
ロック88でサブウィンドウとパケット・サイズを選択す
る際に使用する。データ書込みとデータ読取りのサイク
ルは、最後のサブウィンドウのデータの伝送が成功した
後、繰り返される。

しかしながら、データの最後のサブウィンドウが送信
されていない場合には、動作はブロック114に進み、エ
ラー・メッセージを受信されたかどうかを判断する。エ
ラー・メッセージが受信されていないときは、動作はブ
ロック116に進み、ここで、データが受信端末装置28へ
伝送するサブウィンドウの次のブロックへ、READポイン
タを進める。次いで、動作は、データ・パケット内の次
のフレームのデータを伝送するために、ブロック100に
戻る。

ブロック114において、エラー・メッセージが受信さ
れている。動作はブロック118に進み、ここでフレーム
がまったく受信されない、あるいは受信したがエラーが
あったというエラー・メッセージで指定される、以前に
伝送されたフレームに、READポインタが戻される。これ
は、本発明の動作に用いられるGO−BACK−Ｎフレーム・
アルゴリズムに従っている。次いで、動作はブロック12
0に進み、ここでフレーム内及びデータ・パケット内の
状況ビットがセットされ、データ・パケットが以前に伝
送されたデータのブロックの再伝送であることを示す。
動作はブロック122で継続し、エラー・メッセージが受
信されたことを示すために、カウンタ110のカウントを
増加させる。送信メモリ32のデータの完全なウィンドウ
の伝送中に受信された各エラー・メッセージに対し、カ
ウンタ110のカウントが増加し、ウィンドウのデータの
伝送が終結時に、カウンタ110がウィンドウ・データの
伝送中に受信されたすべてのエラー・メッセージの完全
なカウントを示すようになる。光ファイバ・データ・リ
ンクにおいて、予想されるデータ誤り率は、非常に低く
10¹⁴ビットで１エラー程度である。このような低い誤り
率では、２個以上のビットがデータ・パケット内でエラ
ーとなることは先ずないのでビット誤り率はパケット誤
り率と等しくなる筈である。したがって、誤りパケット
の発生セグメントをカウントすることにより、ブロック
110のエラー・カウンタは、サブウィンドウ・サイズを
セットするのに役立つ情報と、特定のBERの環境での動
作に適する肯定応答反復頻度パラメータを与える。

第16図において、受信端末装置28の動作を、ブロック
124で開始するプログラム流れ図を利用して詳細に説明
する。最初に、ブロック126で受信メモリ42はクリアさ
れ、メモリ42のフレーム各々の状況ビットがブロック12
8でWRITEにセットされ、端末装置26からの端末装置28に
より受信されるデータを記憶する入力データ・パケット
の受信が、ブロック130で行なわれ、その後、ブロック1
32において、各パケットのシーケンス番号を指定する組
込みビットが検査され、パケット識別記号が、データを
記憶するメモリ・フレームと一致することを確認する。
たとえば、データ・パケットを端末装置28で受信しなか
ったという状況で、障害シーケンス・エラーが発生する
ことがあるが、この場合、受信される次のパケットは受
信されたものと予測される次のパケットよりも高いシー
ケンス番号を呈することになる。パケット識別番号が正
確ならばブロック134で、各パケットのデータを伴った
巡回冗長度検査（CRC）が、データが正確で、ビット・
エラーによって変わっていないことを決定するために用
いられる。正確なシーケンス番号を監視するためのブロ
ック132での障害、あるいは、エラーのないデータを受
信するためのブロック134での障害により、動作はブロ
ック136へ進み、ここで端末装置28はGO−BACK工程を開
始し、伝送障害を生じた以前に伝送されたフレーム・デ
ータに戻るように、端末装置に命令する。

ブロック136でGO−BACK工程を開始すると、動作はブ
ロック138へ進み、ここで受信端末装置28は送信端末装
置26エラー信号を送るが、このエラー信号は、伝送障害
の生じたフレームとサブウィンドウのシーケンス番号を
含んでいる。次いで、動作はブロック130へ戻るが、こ
こで入力データ・パケットが受信され、正しいシーケン
ス番号を有する再送信データ・パケットが受信されたか
どうかを決定するために、ブロック132で検査される。
パケットの部分を形成する制御ワードにはパケットの状
況を、再送信パケットに対して、最初に送信されたパケ
ットであると識別するビットが組み込まれているので、
再送信パケットと最初に送信されたパケットの間に混乱
がないことに留意されたい。

ブロック134で、受信パケットが正確であると判断さ
れた状態において、動作はブロック140へ進む。ブロッ
ク140でGO−BACK工程は終了し、受信メモリのフレーム
にある状況ビットを、以下で説明するように、セット
し、メモリ42からユーザ24へのデータの読出しを可能に
することができる。動作はブロック140へ進み、ここで
データがメモリ42の適当なフレーム内に記憶される。デ
ータ・パケットのフレーム番号とシーケンス番号が等し
く、同一の識別記号またはシーケンス番号を有する送信
メモリ32のフレームと同期した正しいフレーム内に、デ
ータが記憶されるようにすることに留意されたい。ブロ
ック142で説明するように、必要なフレーム内にデータ
を記憶した後、ユーザ24に対してデータの読出しを可能
にするために、フレームの状況ビットはブロック144でR
EADに変更される。

受信端末装置28は、ブロック146で、送信端末装置26
から送信された肯定応答要求を監視する。Ack要求が受
信されている場合には、ブロック148において、肯定応
答信号が、受信端末装置28から送信端末装置26に送られ
る。Ack要求を受信していないか、あるいは、そのよう
な要求が既に受信され、応答されている場合には、動作
はブロック150へ進み、ここで送信端末装置28はメモリ4
2の最後のフレームがデータで満たされているかどうか
を確かめる。最後のフレームがデータで満たされている
か、あるいはデータがさらに送信されないことを示す制
御ワードが受信されている場合には、動作はブロック15
2へ進み、データがユーザ24にメモリ42から読み出され
る。ブロック150で、最後のフレームが充填されていな
いか、あるいは伝送終了信号が受信されていない場合に
は、動作はブロック130へ戻り、他の入力データ・パケ
ットを受信する。

第17図は、肯定応答要求と肯定応答信号の受信の間の
間隔のタイミングに関するプログラム流れ図を使用し
て、送信端末装置26の動作の態様を示す図である。手順
は、第１図の送信メモリ32内のデータ・フレームの状況
ビットの読取りを行なうブロック154から始まる。状況
ビットを読み取る場合、ブロック156において、状況「A
ck待ち」があるかどうかが判明する。「Ack待ち」状況
がない場合、動作はブロック154で状況ビットをさらに
読み取るために戻る。「Ack待ち」状況がある場合に、
動作はブロック158へ進み、ここで送信端末装置26は受
信端末装置28に肯定応答要求を送る。肯定応答を要求し
た場合、タイマ83（第３図）がブロック160でスタート
し、肯定応答を受信端末装置28から受信するまでに経過
した時間を測定する。ブロック160で開始。

動作はブロック162で継続し、送信端末装置26は肯定
応答を受信したかどうかを決定する。肯定信号を受信し
ている場合には、タイマ82はブロック164でリセットさ
れ、その後、動作は状況ビットをさらに読み取るために
ブロック154に戻る。ブロック162で、肯定応答を受信し
ていない場合には、エラー信号が受信端末装置28から送
信端末装置26で受信されたかどうかに関する決定が、ブ
ロック166でなされる。他の信号が受信されていないな
らば、送信端末装置26は、ブロック168でパケットの正
規の伝送を実行し続ける。しかしながら、ブロック166
で、エラー信号が受信されている場合には、動作はブロ
ック170で継続し、伝送障害の生じたパケットの再伝
送、ならびにエラー信号の受信前に受信端末装置28に送
られたパケットの再伝送を行なう。これは、GO−BACK−
Ｎアルゴリズムに従っている。ブロック170での再伝送
手順の実行に続いて、データ・パケットの正規の伝送が
ブロック168で再開される。ブロック160でスタートした
タイマ82は、作動を続け、ブロック158で肯定応答要求
以後、過度に長い時間が経過したかどうかを調べるため
に、ブロック172で、読み取られる。過度に長い時間が
経過していたら、システム20が誤動作し、データが受信
端末装置28に到着していない可能性があることを、送信
端末装置26の操作員に警告するために、警報がブロック
174で活動化される。さらに、ブロック176で、システム
・アーチテクチャの上層には、通信リンクが故障し、誤
動作したことが警告される。ブロック172で、過度の時
間が測定されていない場合には、動作はブロック162へ
戻り、肯定応答が受信されたかどうかに関してさらに検
査する。肯定信号を最終的に受信するか、あるいは警報
がブロック174で作動し、自動作動に端末装置26及び28
両方にいる人員が割り込んで、修正処理を取るまで、動
作はブロック162と172の間でループを継続する。

前記の動作によって、本発明のアーキテクチャとプロ
トコル及び通信システムを実現することにより、高速な
データ伝送と、伝送エラーが検出された場合の迅速なデ
ータの回復がもたらされる。これは、個々のパケットの
シーケンス番号に等い識別番号を備えた同じ様式のフレ
ーム構成を有する送信及び受信メモリにデータ・パケッ
トの記憶域を配置することにより達成された。さらに、
本発明の特徴は、状態計算機として機能するハード・ワ
イヤード論理装置とプログラム式配列論理装置によって
同期を容易にするために、パケットの状況に関して同一
の情報を両方の端末装置に提供するデータ・パケット内
に組み込まれた状況ビットと制御ロードをを用いて、可
能となった。状態計算機は、エラーの検出と、エラーに
対する端末装置の応答などの通信システムで起こる特定
の事象に応答する。

E.発明の効果 本発明によれば、データ・リンクを介してのデータ伝
送速度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を用い、通信リンクにより結合された
送信端末装置と受信端末装置を包含する通信システムの
略図である。 第２図は、データ及びシーケンス・エラーについて、パ
ケットを高速で検査するための、第１図のシステムにお
けるデータ・パケットのシリアル伝送ビットの並列処理
を示す図である。 第３図は、第１図のシステムに対する同期、及びデータ
回復手順の迅速な制御を行なうため、ハード・ワイヤー
ド状態計算機にデータ・リンク制御を実現するための第
１図の制御論理装置の構成要素を示す図である。 第４図は、障害パケットのみが再伝送される第１の形態
と、障害パケットならびに伝送された可能性のある後続
のパケットが再伝送される第２の形態において、データ
回復サイクルを使用するための、ビット誤り率（BER）
の関数として伝送効率を示す線図である。 第５図は、ウィンドウ、サブウィンドウ、及びフレーム
を定義するために第１図の端末装置の各々に用いられる
メモリの略図である。 第６図は、第１図のシステムのためのデータ・リンク制
御（DLC）に用いられるメモリのアーキテクチャを説明
する線図である。 第７図は、第１図のシステムによって伝送されるデータ
・メッセージのフレーム構造を示す図である。 第８図は、肯定応答メッセージのメッセージ・フレーム
構造を示す図である。 第９図は、エラー・メッセージのフレーム構造を示す図
である。 第10図は、状況を要求するメッセージのフレーム構造を
示す図である。 第11図は、受信端末装置の状況を伝達するメッセージの
フレーム構造を示す図である。 第12図は、２つのメッセージ、「誰かいますか」と「私
は準備できています」のフレーム構造を示す図である。 第13図は、正規DLC伝送と肯定応答のタイミング図であ
る。 第14図は、DLC誤り回復機構の動作を示すタイミング図
である。 第15は、第１図の送信端末装置の作動のプログラム流れ
図を開示する第15A図と第15図Ｂ図という２枚の図面で
構成された図である。 第16図は、第１図の受信端末装置の作動のプログラム流
れ図を開示する図である。 第17図は、肯定応答タイミング手順のプログラム流れ図
を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハナフイー・エルセイド・メリーズ アメリカ合衆国ニユーヨーク州ヨークタ ウン・ハイツ、イースタン・クロス325 番地 (72)発明者 ドミニツク・アンソニイー・ズンボー アメリカ合衆国ニユーヨーク州ポキプシ イ、バターミルク・ドライブ22番地 (56)参考文献 特開 昭63−62435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−72432（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の端末装置から第２の端末装置へデー
   タを伝送する際に発生するエラーの変動に適応してデー
   タ伝送速度を最適化するために、データ・リンクを適応
   制御する方法において、 第１の端末装置におけるデータを、送信メモリのウィン
   ドウに配置されたデータ・フレームの配列として、送信
   メモリに記憶し、 ウィンドウを各々が前記ウィンドウより少ないフレーム
   を有するサブウィンドウに分割し、 １つのパケットのデータが１つのフレームから充当され
   るものとして順次のフレームからのデータを一連のパケ
   ットの形で前記第２端末装置へ送信し、 シーケンス番号によりパケットを識別する制御信号を、
   前記パケットの各々に組み込み、 前記パケットを前記第２端末装置で受信し、 伝送障害を検出するためのシーケンス番号及びビット・
   エラーに対する試験により、前記パケットを検査し、 前記第２の端末装置の受信メモリに、前記試験をパスし
   たパケットのみを記憶し、前記試験の少なくとも一方を
   パスしないパケットを不合格パケットとし、 不合格パケットのシーケンス番号を示すエラー信号を、
   前記第２の端末装置から前記第１の端末装置へ報告し、 前記第１の端末装置から前記第２の端末装置へ不合格パ
   ケットを再伝送し、 パケット誤り率を得るために、データのウィンドウの伝
   送中に発生するエラー信号の数をカウントする、 ことからなり、 前記シーケンス番号が、該シーケンス番号を有するパケ
   ットのデータを含んでいる前記ウィンドウ内のフレーム
   の番号に等しくされており、 前記受信メモリのデータが、前記送信メモリのウィンド
   ウ内のフレームの配列と同一の前記受信メモリのウィン
   ドウ内のフレームの配列内に記憶され、 前記エラー信号が、前記受信メモリ内の記憶データのシ
   ーケンス番号を、データを記憶しているフレームのフレ
   ーム番号と比較することにより生成され、 さらに、サブウィンドウの全フレームの伝送の完了後、
   続いて送信されるパケット内の前記制御信号の一部とし
   て組み込まれている肯定応答を要求する要求信号を、前
   記第１の端末装置から前記第２の端末装置へ送るステッ
   プと、 前記第２の端末装置ですでに受信されたパケットが前記
   試験をパスしたことを肯定応答する肯定応答信号を、前
   記第２の端末装置から前記第１の端末装置へ報告するス
   テップと、 前記データ・リンクを介してのデータ伝送速度を最大限
   にするために、パケット誤り率にしたがって前記サブウ
   ィンドウのサイズを変更することにより前記肯定応答を
   要求する要求信号の反復頻度を変更するステップと、 を包む方法。